Устройство ориентирования отклонителя в наклонном стволе скважины

1601363на с поиводным валом 30 с возможностью совершения крутильных колебатель.ных движений. Сепаратор 21 управляемой муФты выполнен с упругим элементом, предназначенным для взаимодейст"вия с уступом 25. Устройство имеетустановленную в силовом корпусе 2герметичную маслонаполненную камеру1, в которой размещен арретирующий Изобретение относится к технике наклонно направленного бурения неФтегазовых скважин, а именно к устройст.вам, ориентирующим направление буре:ния наклонно направленной скважины.Цель изобретения - повышение точ,:ности и надежности ориентации при малых зенитных углах.На Фиг. 1 приведено устройство ориентации отклонителя, на Фиг. 2 разрез А-А на Фиг. 1 при несогласованности положения дебаланса с плоскостью действия отклонения,на Фиг,3 разрез Б-Б на Фиг. 1, на Фиг. разрез А- А на Фиг. 1 при согласованности равновесия дебаланса с плоскостью действия отклонения, на Фиг, 5- разрез Б-Б на Фиг. 1 при согласован-. ности равновесия дебаланса с плоскостью действия отклонения.Устройство содержит герметичную маслонаполненную камеру 1, установленную в силовом корпусе 2 (в качест ве которого использован силовой элемент бурильной колонны) на проточных опорах 3. В верхней части камеры 1 расположен генератор 4 гидроимпульсов, предназначенный для сигнализации на дневную поверхность путем периодического повышения давления при несовпадении положения отклонителя с заданным направлением в процессе ориентирования, а также в процессе бурения, Генератор 4 представляет собой перегородку круглого сечения с располоченными в диаметральном направлении насадкой ) определенного сечения и седлом 6, которое периодически закрывается и открывается, например, при уходе отклонителя от заданного направления и постоянно открыто при положении отклонителя в заданном направлении. Отверстия 7 служат для отвода промывочной жидкос ти с нижней зоны генератора 4 гид 15 20 25 30 35 40 45 50 55 механизм и дебаланс 26. При установкеотклонителя в заданном направлениидавление промывочной жидкости в мониФольде соответствует номинальномузначению. При этом дебаланс 26 занимает нейтральное положение и уступ25 устанавливается на тректории движения. 5 ил. роимпульсов в общую циркуляцию бурильной колонны. Запорный элемент генератора 4 выполнен в виде заслонки 8 с твердосплавной пластиной 9,находится в поджатом состоянии к нижней поверхности перегородки генератора 4 и может вращаться вокруг общей оси устройства,В герметичной части камеры 1 расположены остальные элементы устройства, причем весь его объем заполнен техническим маслом с целью полной изоляции их от агрессивного воздейст. вия промывочной жидкости, Внутри камеры 1 в подшипниковых опорах 10 и 11 расположен выходной вал 12. Верхняя опора 10 укреплена в камере 1 крышкой 13. В последней размещена уплотнительная манжета 14, удерживающаяся в осевом направлении крышкой 15. Манжета 14 герметизирует верхний конец вала 12, на котором установлена заслонка 0 На нижнем конце вала 12 жестко укреплены подшипник 16 и внутренняя обойма 17 управляемой муФты одностороннего свободного хода. Наружная поверхность обоймы 17 выполнена в виде многогранника, например шестигранника. На наружной обойме подшипника 16 жестко укреплен диск 18 а по отношению к нему жестко напрессована наружная обойма 19 управляемой муФты, Клинящие тела муФты одностороннего свободного хода представляют собой цилиндрические ролики 20, размещающиеся в сепараторе 21, который связан жестко с поводком 22. Спиралеобразная пружина 23 одним концом защемлена на нижнем торце вала 12, а другим концом защемлена поводком 22 и предназначена для введения роликов .20 в клин между обоймой 19 и шестигранной обой мой 17 посредством поводка 22 и сепаратора 21. На торце поводка 22 экс 5 16 центрично укреплен упругий элементв виде следящей пружины 24 со свободным нижним концом. Последний, предназначен для взаимодействия с уступом 25 на верхнем торце дебаланса 26. установленного в подшипниковых опорах 27 и 28, В нижнем конце камеры 1 приварено основание 29 в центральной части которого установлен приводной вал 30, производящий передацу вращающего момента незначительной величины от забойного двигателя (турбобура) кулисному механизму. Вал 30 герметизирован уплотнением 3 1, поджатым крышкой 32. Кулисный механизм устройства содержит кулису 33, находящуюся во взаимодействии с водилом 34 укрепленным на приводном валу 30, и предназначен для преобразования вращательного движения вала 30 в крутильные колебательные движения кулисы 33. Кулиса 33 установлена на штанге 35, расположенной в опорах 36 и 37Штанга 35 предназначена для передаци качающего движения кулисы 33 диску 18 посредством зубчатого зацепления. Зубья 38 фрезерованы на образующей диска 18 в секторе по протяженности, обеспечивающей передачу полной амплитуды крутильных колебаний кулисы 33. Зубчатое колесо (шестерня) 39 жестко установлено на штанге 35. Выходной вал 12 и управляемая муфта одностороннего свободного хода, взаимодействующая с уступом 25 дебаланса 26 и кинематически связанная с приводным валом, пред ставляют собой арретирующий механизмУстройство работает следующим образом.Предварительно на поверхности ориентируемый отклонитель жестко закрепляют с нижней частью корпуса 2 устройства. В горизонтальном положении устройство с отклонителем сначала поворачивают по отношению к вертикальной плоскости, проходящей церез ось устройства так,. цтобы метка плоскости действия отклонителя совпадала с заданным углом установкиотклонителя. После этого камеру 1 проворачивают в корпусе 2 до момента, при котором дебаланс 26 станетв нейтральное положение, т.е. его1 центр тяжести и опоры 27 и 28 окажутся в вертикальной плоскости. В этом случае для удобства контроля нейт 01363 6рального положения дебаланса 26 необходимо провернуть камеру 1 в положение, чтобы насадка 5 и седло 6 5находились в вертикальной плоскости, причем насадка 5 должна находить.ся выше седла 6, Устройство с отклонителем устанавливают непосредственно над забойным двигателем, причемпри свинчивании замковой резьбы одновременно сочленяется приводной вал30 с валом забойного двигателя вверхней его цасти известным приемом.Производят спуск бурильной колонны к забою скважины и начинают бурение с достижением расчетных режимныхпараметров, Иедленно вращают роторвправо и наблюдают за показанием манометра в маниФольде буровой.20 Случай наличия периодического изменения давления от номинальногозначения означает несовпадение отклонителя с заданным направлением. Приэтом в устройстве происходит смеще ние дебаланса 26 и соответственноуступа 25 с нейтрального положения.Вал 30. вращаясь от вала турбобура,приводит во вращательное движениеводило 34 а оно, в свою очередь, в ЗО колебательное движение кулису 33 .Последняя посредством штанги 35,шестерни 39, зубьев 38 сообщает диску 18 и, соответственно, наружнойобойме 19 управляемой муфты такжекрутильные движения, Благодаря отсут. " ствию противодействия спиралеобразной пружины 23 со стороны следящейпружины 24 поводок 22 посредствомсепаратора 21 способствует постоян ному одностороннему подниму роликов20 в клин между обоймой 19 и обоймой17 муфты одностороннего свободногохода. За счет клина роликов 20 обойма 19 передает вращательный момент 45 только одного направления обойме17. Силы трения не позьоляют вращаться валу 12 в обратном направлении при свободном обратном ходе наружной обоймы 19 управляемой муфты.Таким образом, через каждый циклкачания кулисы 33 происходит поворотобоймы 17, а соответственно, и вала12 с заслонкой 8 на определенныйсектор круга, прицем величина протя" 55 женности сектора зависит от амплитуды колебания кулисы 33.Отсутствие противодействия пружи"не 23 со стороны следящей пружины24 обусловлено потерей нейтрал.ьного160363 8 , Формула и 3 о б р е т ения 1 О положения дебаланса 26 и смещением У 4 тупа 25 с траектории 40перемещения свободного конца пружины 24, которая вращается вместе с поводком 22,.Таким образом, при уходе отклони" теля от заданного направления проис-, ходит периодическое повышение давле" ния определенной частоты. При установке отклонителя в заданном направлении давление промывочной жидкости в манифольде соответствует номинальному значению. -В даннм случае дебаланс 26 занимает нейтральное положение и уступ 25 устанавливается на траектории 40 движения свободного конца .следящей пружинМ 24, При их совместном контактепроисходит торможение поводка 22 итм самым закручивание пружины 23, аэ 1 о, в свою очередь, приостанавливае 1 сепаратор 21 с роликами 20 в свободном от клина положении, В этом 25случае обойма 19 не может передаватьмомент обойме 1,7 и, соответственно,выходной вал 12 с заслонкой 8 и пластной 9 останавливаются в определенйом положении, при котором седло 6всегда открыто.Устройство позволяет достичь высокой точности ориентирования благодаря использованию крайне незначительной энергии дЛя упРавления муфтой свободного хода,Устройство ориентирования отклонителя в наклонном стволе скважины,содержащее силовой корпус с каналамидля прохода бурового раствора, установленный в корпусе генератор гидро"импульсов с запорным элементом,дебаланс, приводной вал, предназначенный для соединения с валом забойного двигателя, и арретирующий меха"низм, связанный с дебалансом, приводным валом и запорным элементом генератора гидроимпульсов, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности ориентации при малых зенитных углах, дебаланс выполнен с уступом, арретирую"щий механизм выполнен в виде выходного вала, на одном конце которогоустановлен запорный элемент генератора гидроимпульсов управляемой муфты одностороннего свободного хода,наружная обойма которой кинематически связана с приводным валом с возможностью совершения крутильных колебательных движений, а сепаратор управляемой муфты выполнен с упругим элементом, предназначенным для взаимодействия с уступом дебаланса, а устройство снабжено установленной в силовом корпусе герметичной маслонаполненной камерой, при этом арретирующий механизм и дебаланс размещеныв этой камере.1601363 Да Я 4-А 2 а Корректор О.циплееае е т аие а та ееТираж 489 Под аказ 3258 и ГКНТ СС Г ственного комитета по изобретениям и о 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,оизводственно-издательский комбинат "Патент Ужгород, ул. Гагарина, 10 Редактор С,Патрушеват е т а е е ставитель Ю.Луехред М.дидык сное рытия 4/5